Java代理的作用和实现？
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代理模式的作用是：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。在某些情况下，一个客户不想或者不能直接引用另一个对象，而代理对象可以在客户端和目标对象之间起到中介的作用。
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JDK 动态代理
动态代理的核心其实就是代理对象的生成，即 Proxy.newProxyInstance(classLoader, proxyInterface, handler)。
让我们进入newProxyInstance方法观摩下，核心代码其实就三行。
这个方法需要三个参数：
ClassLoader，用于加载代理类的 Loader 类，通常这个 Loader 和被代理的类是同一个 Loader 类。
Interfaces，是要被代理的那些那些接口。
InvocationHandler，就是用于执行除了被代理接口中方法之外的用户自定义的操作，也是用户需要代理的最终目的。用户调用目标方法都被代理到 InvocationHandler 类中定义的唯一方法 invoke 中。
- //获取代理类 Class cl = getProxyClass(loader, interfaces);
- //获取带有InvocationHandler参数的构造方法 Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams);
- //把handler传入构造方法生成实例 return (Object) cons.newInstance(new Object[] { h });
- IvocationHandler handler = new InvocationHandlerImpl(...);
- Class clazz = Proxy.getProxyClass(classLoader,new Class[]{...});
- Constructor constructor = clazz.getConstructor(new Class[]{InvocationHandler.class});
- Interface Proxy = (Interface)constructor.newInstance(new Object[] (handler));
- Subject proxySubject = (Subject)Proxy.newProxyInstance(Subject.class.getClassLoader(),
- new Class[]{Subject.class}, new InvocationHandlerImpl (real));
- // 缓存的key使用接口名称生成的List Object key = Arrays.asList(interfaceNames);
- synchronized (cache) {
- do {
- Object value = cache.get(key);
- // 缓存里保存了代理类的引用 if (value instanceof Reference) {
- proxyClass = (Class) ((Reference) value).get();
- }
- if (proxyClass != null) {
- // 代理类已经存在则返回
- return proxyClass;
- } else if (value == pendingGenerationMarker) {
- // 如果代理类正在产生，则等待
- try {
- cache.wait();
- } catch (InterruptedException e) {
- }
- continue;
- } else {
- //没有代理类，则标记代理准备生成
- cache.put(key, pendingGenerationMarker);
- break;
- }
- } while (true);
- }
- //生成代理类的字节码文件并保存到硬盘中(默认不保存到硬盘) proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(proxyName, interfaces);
- //使用类加载器将字节码加载到内存中 proxyClass = defineClass0(loader, proxyName,proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);
- //添加接口中定义的方法，此时方法体为空 for (int i = 0; i < this.interfaces.length; i++) {
- localObject1 = this.interfaces[i].getMethods();
- for (int k = 0; k < localObject1.length; k++) {
- addProxyMethod(localObject1[k], this.interfaces[i]);
- }
- }
- //添加一个带有InvocationHandler的构造方法 MethodInfo localMethodInfo = new MethodInfo("<init>", "(Ljava/lang/reflect/InvocationHandler;)V", 1);
- //循环生成方法体代码（省略） //方法体里生成调用InvocationHandler的invoke方法代码。（此处有所省略） this.cp.getInterfaceMethodRef("InvocationHandler", "invoke", "Object; Method; Object;")
- //将生成的字节码，写入硬盘，前面有个if判断，默认情况下不保存到硬盘。 localFileOutputStream = new FileOutputStream(ProxyGenerator.access$000(this.val$name) + ".class");
- localFileOutputStream.write(this.val$classFile);
- public class ProxyBusiness extends Proxy implements IBusiness, IBusiness2 {
- private LogInvocationHandler h;
- @Override public void doSomeThing2() {
- try {
- Method m = (h.target).getClass().getMethod("doSomeThing2",null);
- h.invoke(this, m, null);
- } catch (Throwable e) {
- // 异常处理（略）
- }
- }
- @Override public boolean doSomeThing() {
- try {
- Method m = (h.target).getClass().getMethod("doSomeThing", null);
- return (Boolean) h.invoke(this, m, null);
- } catch (Throwable e) {
- // 异常处理（略）
- }
- return false;
- }
- public ProxyBusiness(LogInvocationHandler h) {
- this.h = h;
- }
- //测试public static void main(String[] args) {
- //构建AOP的Advice
- LogInvocationHandler handler = new LogInvocationHandler(new Business());
- new ProxyBusiness(handler).doSomeThing();
- new ProxyBusiness(handler).doSomeThing2();
- }
- public interface Subject {
- public void doSomething();
- }
- //目标对象public class RealSubject implements Subject{ public void doSomething() {
- System.out.println( "call doSomething()" );
- }
- }
- public class ProxyHandler implements InvocationHandler {
- private Object proxied;
- public ProxyHandler( Object proxied ) {
- this.proxied = proxied;
- }
- public Object invoke( Object proxy, Method method, Object[] args ) throws Throwable {
- //在转调具体目标对象之前，可以执行一些功能处理System.out.println( "doSomething before" ); //转调具体目标对象的方法
- return method.invoke( proxied, args);
- //在转调具体目标对象之后，可以执行一些功能处理System.out.println( "doSomething after" );
- }
- }
- public class DynamicProxy {
- public static void main( String args[] ) {
- RealSubject real = new RealSubject();
- Subject proxySubject = (Subject)Proxy.newProxyInstance(Subject.class.getClassLoader(),
- new Class[]{Subject.class}, new ProxyHandler(real));
- proxySubject.doSomething(); //write proxySubject class binary data to file
- createProxyClassFile();
- }
- public static void createProxyClassFile() {
- String name = "ProxySubject";
- byte[] data = ProxyGenerator.generateProxyClass( name, new Class[] { Subject.class } );
- try{
- FileOutputStream out = new FileOutputStream( name + ".class" );
- out.write( data );
- out.close();
- }catch( Exception e ) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
- doSomething beforecall doSomething()doSomething after
- // 映射表：用于维护类装载器对象到其对应的代理类缓存private static Map loaderToCache = new WeakHashMap();// 标记：用于标记一个动态代理类正在被创建中private static Object pendingGenerationMarker = new Object();// 同步表：记录已经被创建的动态代理类类型，主要被方法 isProxyClass 进行相关的判断private static Map proxyClasses = Collections.synchronizedMap(new WeakHashMap());// 关联的调用处理器引用protected InvocationHandler h;
- Proxy的构造方法// 由于 Proxy 内部从不直接调用构造函数，所以 private 类型意味着禁止任何调用private Proxy() {}// 由于 Proxy 内部从不直接调用构造函数，所以 protected 意味着只有子类可以调用protected Proxy(InvocationHandler h) {this.h = h;}
- import java.lang.reflect.*;
- public final class ProxySubject extends Proxy implements Subject{
- private static Method m1;
- private static Method m0;
- private static Method m3;
- private static Method m2;
- public ProxySubject(InvocationHandler invocationhandler){
- super(invocationhandler);
- }
- public final boolean equals(Object obj){
- try {
- return ((Boolean)super.h.invoke(this, m1, new Object[] {
- obj
- })).booleanValue();
- }catch(Error _ex) {
- }catch(Throwable throwable){
- throw new UndeclaredThrowableException(throwable);
- }
- }
- public final int hashCode() {
- try {
- return ((Integer)super.h.invoke(this, m0, null)).intValue();
- }catch(Error _ex) {
- }catch(Throwable throwable){
- throw new UndeclaredThrowableException(throwable);
- }
- }
- /*关键部分*/
- public final void doSomething() {
- try {
- // Proxy类中protected InvocationHandler h;关联的调用处理器引用
- super.h.invoke(this, m3, null);
- return;
- }catch(Error _ex) {
- }catch(Throwable throwable) {
- throw new UndeclaredThrowableException(throwable);
- }
- }
- public final String toString() {
- try {
- return (String)super.h.invoke(this, m2, null);
- } catch(Error _ex) {
- } catch(Throwable throwable){
- throw new UndeclaredThrowableException(throwable);
- }
- }
- static{
- try {
- m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] {
- Class.forName("java.lang.Object")
- });
- m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);
- m3 = Class.forName("Subject").getMethod("doSomething", new Class[0]);
- m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);
- }catch(NoSuchMethodException nosuchmethodexception) {
- throw new NoSuchMethodError(nosuchmethodexception.getMessage());
- }catch(ClassNotFoundException classnotfoundexception){
- throw new NoClassDefFoundError(classnotfoundexception.getMessage());
- }
- }
- }
- public static void main(String[] args) {
- byteCodeGe();
- }
- public static void byteCodeGe() {
- //创建一个织入器
- Enhancer enhancer = new Enhancer();
- //设置父类
- enhancer.setSuperclass(Business.class);
- //设置需要织入的逻辑
- enhancer.setCallback(new LogIntercept());
- //使用织入器创建子类
- IBusiness2 newBusiness = (IBusiness2) enhancer.create();
- newBusiness.doSomeThing2();
- }
- /**
- * 记录日志
- */ public static class LogIntercept implements MethodInterceptor {
- @Override
- public Object intercept(Object target, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
- //执行原有逻辑，注意这里是invokeSuper
- Object rev = proxy.invokeSuper(target, args);
- //执行织入的日志
- if (method.getName().equals("doSomeThing2")) {
- System.out.println("记录日志");
- }
- return rev;
- }
- }
一个典型的动态代理创建对象过程可分为以下四个步骤：
1、通过实现InvocationHandler接口创建调用处理器
2、通过为Proxy类指定ClassLoader对象和一组interface创建动态代理类
3、通过反射机制获取动态代理类的构造函数，其参数类型是调用处理器接口类型
4、通过构造函数创建代理类实例，此时需将调用处理器对象作为参数被传入
为了简化对象创建过程，Proxy类中的newProxyInstance方法封装了2~4，只需两步即可完成代理对象的创建。
生成的proxySubject继承Proxy类实现Subject接口。实现的Subject的方法实际是调用处理器的invoke方法，而invoke方法利用反射调用的是被代理对象的方法（Object result=method.invoke(proxied,args)）；
重点Proxy.newProxyInstance，源码分析，会在其他文档中单独总结记录。类Proxy的getProxyClass方法调用ProxyGenerator的 generateProxyClass方法产生ProxySubject.class的二进制数据。
创建代理对象时序图
请点击输入图片描述
获取代理类
getProxyClass(loader, interfaces)方法用于获取代理类，它主要做了三件事情：
在当前类加载器的缓存里搜索是否有代理类，没有则生成代理类并缓存在本地JVM里。
生成并加载代理类
代理类的生成主要是以下这两行代码：
代理类的生成过程
ProxyGenerator.generateProxyClass()方法属于sun.misc包下，Oracle并没有提供源代码，但是我们可以使用
JD-GUI这样的反编译软件打开jre\lib\rt.jar来一探究竟，以下是其核心代码的分析。
生成的代理类源码
那么通过以上分析，我们可以推出动态代理为我们生成了一个这样的代理类。把方法doSomeThing的方法体修改为调用LogInvocationHandler的invoke方法。
测试代理的代码如下：
下面看一个自定义代理的实现。
被代理类接口
被代理类
调用处理器(切面)
测试我们的代理实现
运行结果：
Proxy 接口
Proxy 的主要静态变量
ProxySubject 源码
创建的代理类 ProxySubject.class
CGLib 动态代理
动态字节码生成。使用动态字节码生成技术实现AOP原理是在运行期间目标字节码加载后，生成目标类的子类，将切面逻辑加入到子类中，所以使用Cglib实现AOP不需要基于接口。
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当编辑并运行一个Java程序时，需要同时涉及到这四种方面。使用文字编辑软件(例如记事本、写字板、UltraEdit等)或集成开发环境(Eclipse、MyEclipse等)在Java源文件中定义不同的类 ，通过调用类(这些类实现了Java API)中的方法来访问资源系统，把源文件编译生成一种二进制中间码，存储在class文件中，然后再通过运行与操作系统平台环境相对应的Java虚拟机来运行class文件，执行编译产生的字节码，调用class文件中实现的方法来满足程序的Java API调用 。
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